超磁致伸缩驱动器设计准则的建立

在分析超磁致伸缩材料的工作特性、超磁致伸缩驱动器的基本结构与工作原理的基础上,给出了超磁致伸缩驱动器的设计准则．在所提出的设计准则指导下,开发了用于振动主动控制的超磁致伸缩驱动器,并对其主要特性参数进行了测量．实验结果表明,该驱动器的输出性能达到了设计要求。验证了该设计准则的有效性和实用性．     

超磁致伸缩多层悬臂梁的场致弯曲

利用四参量模型系统研究了由超磁致伸缩（GMS）薄膜材料制备的多层悬臂梁的弯曲问题，其中包括GMS/NMS（非磁衬底）、GMS/GMS、GMS/NMS，GMS等悬臂梁体系．针对此3类悬臂梁研究了它们的弯曲挠度等弯曲特性与构成悬臂梁的各种参数的关系，为进一步设计和优化新型悬臂梁体系给出了一些建议性结论．计算结果表明，GMS/GMS双层悬臂梁，其挠度最大值总是大于具有相同几何结构的其它悬臂梁体系。当在悬臂梁系统中需要使用非磁衬底时，较软而且较薄的衬底有益于得到更大的弯曲挠度，相比之下，两层薄膜较硬，因此薄膜不宜过厚．两层磁致伸缩材料的最优厚度比主要由两层材料的弹性模量比决定，即较软的薄膜需有较大的厚度。由于弯曲后悬臂梁自由端位移向下．因此较硬的磁致伸缩薄膜2（沉积在衬底下表面上的薄膜）有益于增加GMS/NMS/GMS3层悬臂梁的挠度．     

超磁致伸缩微位移致动器的研究

 基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性设计了一种用于微位移驱动的致动器．分析了致动器工作磁场的组成，计算了线圈的工作电流，并以此为依据设计了稳流电源．分析结果表明，设计的稳流电源满足工作要求；线圈提供的工作磁场能够保证超磁致伸缩棒工作在线性区域。     

我国稀土超磁致伸缩材料的研究与应用现状

概述了稀土超磁致伸缩材料的性能特点和应用领域，介绍了材料的制备方法和工艺特点，着重讨论了我国稀土超磁致伸缩材料成分、工艺的研究进展及应用现状。     

超磁致伸缩材料磁滞建模方法国内外研究现状评述

建立有效的磁滞非线性模型是超磁致伸缩材料(GMM)应用过程中的关键问题。阐述了磁滞现象的特性与产生机理,将现有的磁滞模型分为数学模型和机理模型两类,并从其内在机理、历史沿革、实现难易、适应范围与限制条件等方面对不同模型进行了综合比较评价,重点讨论了Preisach模型和J-A模型两种最具代表性的模型,并对未来磁滞建模发展的方向进行了展望。     

基于磁化机理的超磁致伸缩执行器磁滞模型

通过分析超磁致伸缩材料磁畴在外加磁场作用下的运动规律,建立了超磁致伸缩执行器基于磁化机理的磁滞模型。该模型结合执行器的工作条件,充分考虑了材料的非线性和滞回特性。模型包括磁致伸缩和磁化两个子模型,磁致伸缩模型描述了材料应变λ跟磁化强度M之间的关系;磁化模型描述了有效磁场Heff、无磁滞磁化Man、可逆磁化Mrev、不可逆磁化Mirr、总磁化强度M之间的关系。通过对实验测试结果进行分析,验证了模型能准确描述输入电流I与输出应变λ之间的关系。     

基于超磁致伸缩和压电陶瓷的XY超精密定位工作台

基于蠕动运动原理,利用超磁致伸缩材料作为驱动元件研制了直线式蠕动进给机构,同时还研制了压电陶瓷-柔性框架式蠕动进给机构．后者放置于前者之上,构成了具有毫米级行程、纳米级定位精度的XY二维精密定位工作台．在计算机控制下,对XY向位移分别进行了闭环反馈控制并测试了它们的步进性能．试验结果表明,工作台在X和Y方向上可以稳定地蠕动步进或后退,X向蠕动机构定位精度为±15 nm,Y向蠕动机构定位精度为±50 nm．     

凝固速率对稀土超磁致伸缩材料定向凝固取向的影响

通过对稀土超磁致伸缩材料定向凝固过程的分析，在现代凝固理论的基础上，结合凝固设备的热传导特点，导出了制备具有〈１１２〉择优取向的Ｔｂ－Ｄｙ－Ｆｅ合金样品的必要控制条件，并运用该条件检验和分析了定向凝固Ｔｂ－Ｄｙ－Ｆｅ合金样品取向，结果表明，在约１００Ｋ／ｍｍ的温度梯度条件下，直径小于１１．５ｍｍ的Ｔｂ－Ｄｙ－Ｆｅ合金样品，在２００μｍ／ｓ以下的凝固速率都能获得轴向〈１１２〉取向。随样品直径增大，凝固速率应该减小。在低于１００μｍ／ｓ凝固速率时，直径２０ｍｍ样品也获得了整体轴向〈１１２〉取向。更大直径的样品要求凝固设备的加热速度和冷却强度与之相匹配。     

超磁致伸缩材料ΔE效应理论建模与试验研究

为研究超磁致伸缩材料的ΔE效应,采用Jiles-Atherton模型和磁弹性效应相结合的方法,提出了一种考虑动态应力影响及系数变化的磁化模型。分别对磁场和应力作用下超磁致伸缩材料的磁场-磁化关系和应力-磁化关系进行建模,并根据胡克定律以及二次畴转模型计算出材料在应力和磁场综合作用下的总应变,得到不同外加磁场下材料的应变-应力环。通过对应变-应力曲线斜率的计算,得到超磁致伸缩材料在不同外加磁场下,弹性模量随应力变化规律。搭建了应力测试装置,对不同磁场作用下Terfenol-D的磁化-应力响应和应变-应力响应测试,试验结果与模型计算结果基本一致,结果表明,ΔE效应是磁场能量和应力各向异性平衡的结果,Terfenol-D最大弹性模量变化达到513%。研究成果为新型机电系统变刚度设计提供了理论基础和调控手段。     

磁致伸缩液位变送器的原理与应用

磁致伸缩液位变送器是基于磁致伸缩原理和现代数字技术,能达到本质安全标准的新一代高精液位变送器,广泛应用于石油、化工、食品、制药、冶金等行业。本文主要分析了磁致伸缩液位变送器的工作原理,阐述了其主要技术参数和特点,分析了其常见的故障,并对磁致伸缩液位变送器的应用进行了探讨。     

超磁致伸缩薄膜研究进展

综述了近几年国内外超磁致伸缩单层膜、多层膜的研究进展;介绍了超磁致伸缩薄膜的制备方法与性能表征;论述了TbDyFe单层薄膜的磁致伸缩和磁学性能以及其成分、应力、热处理、衬底温度等性能的影响因素;详述了超磁致伸缩多层膜组成和结构类型;讨论了热处理、磁场诱导和单层膜厚对多层膜在低场下磁致伸缩和磁学性能的影响,评述和展望了超磁致伸缩薄膜的国内外研发应用现状和发展趋势.     

超磁致伸缩稀土换能器测量系统

本文介绍了一种超磁致伸缩稀土换能器测量系统，并应用此系统对超磁致伸缩稀土换能器进行了测试，得到了满意的结果。     

超磁致伸缩超声换能器结构研究

为了实现大功率、大振幅的超声振动输出,设计了一种新型的超磁致伸缩超声换能器,换能器的形状是一个窗形的结构,用ANSYS软件对设计的超磁致伸缩换能器进行动力学分析,验证了设计方法的有效性.采用ansoft Maxwell软件分别对窗形换能器和棒形换能器进行了磁分析,发现窗形换能器的磁路是一个闭合的磁路,漏磁较少.分别对窗...     

计算磁致伸缩系数的优化算法

实验方法或有限元法可以获得磁致伸缩系数,但从避免试验操作不便和减少试验量考虑,提出一种计算磁致伸缩系数的优化算法,并研究了超磁致伸缩薄膜的变形问题.通过算例分析,结果发现,与有限元法相比,优化算法的计算结果与实验方法的结果吻合更好,具有较高的精确度.     

基于专利分析的超磁致伸缩材料工程应用趋势

对全球超磁致伸缩材料工程应用领域的专利文献进行检索收集、数据提取,从整体概览、技术分布、专利价值度等方面做了全面分析。通过关键词检索收集专利文献资料,对检索结果完成检全率、检重率验证,得到完整的专利文献资料。经过对专利文献的信息提取和数据处理,从整体概览、专利技术和技术价值等维度进行全面分析,得到全球超磁致伸缩材料工程应用的发展现状和研究进展,对技术发展趋势进行了预测。研究对中国超磁致伸缩材料工程应用领域技术创新及专利策略具有重要意义。     

低场高性能稀土超磁致伸缩材料

所属领域 新材料领域项目简介 国家“863”支持项目采用一种新的制造技术,制造〈110〉轴向取向多晶棒材,在5MPa预应力和5000e磁场下的磁致伸缩系数达／／=950～1150ppm,重复性好,一致性高,工艺易于控制,成品率高。已获国家发明专利,拥有自主知识产权。     

Tb-Ni-Fe超磁致伸缩材料的研究

从超磁致伸缩材料的定义出发,介绍了超磁致伸缩材料的研究现状及应用,阐述了Tb-Ni-Fe超磁致伸缩材料的制备方法及简要分析了实验结果,并根据实验结果推导出成分对超磁致伸缩材料性能的影响,指出了Tb-Ni-Fe超磁致伸缩材料的研究方向.     

超磁致伸缩执行器应力耦合磁化模型及求逆算法

超磁致伸缩执行器在其工作过程中易受环境影响,尤其在精密定位与进给应用中,执行器最易受外部应力的影响.将工作在压应力影响下的超磁致伸缩执行器作为研究对象,引用均质能量场模型和磁机耦合理论,利用磁机耦合理论中求取的平均磁化强度作为均质能量场模型中的磁滞算子,并引入应力对均质能量场模型中矫顽场密度函数及交互场密度函数的影响,提出了超磁致伸缩执行器应力耦合磁化模型.对模型进行了离散化处理,并根据离散模型给出了求逆算法.对执行器在受0、10、20、100MPa压应力下进行了仿真,计算且图示了求逆算法与模型的误差,仿真结果证明了模型和求逆算法的有效性.     

巨磁致伸缩材料及应用研究进展

巨磁致伸缩材料是20世纪70年代发展起来的新型功能材料,具有应变大,能量转换效率高等优点,在功能转换、智能驱动、智能传感等高技术领域有重要应用。简要介绍了磁致伸缩及巨磁致伸缩材料的发展历史,从稀土巨磁致伸缩材料、非稀土巨磁致伸缩材料的合金化研究、制备技术和应用技术等方面综述了我国巨磁致伸缩材料的发展历程,介绍了我国的科研工作者在巨磁致伸缩材料研究领域所取得的重要研究成果,最后对巨磁致伸缩材料发展及应用进行了展望。